JP5375751B2 - 電線の製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、導線等の線材を樹脂によって被覆した電線の製造方法に関する。

線材を樹脂によって被覆した電線を製造する方法として、押出機で樹脂を溶融させて、クロスヘッドに設けたダイスとニップルからなる複数の押出成形部へ、複数の分岐供給路および各分岐供給路と連通する円筒状の樹脂供給流路を介して樹脂を供給し、各ダイスの孔に線状体をそれぞれ通して各線状体の外周に同時に樹脂を塗布して複数本の電線等の被覆線状体を製造するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００７−２０７５１４号公報

上記の製造方法では、各電線の外径を目標外径とすべく、流量調整機構によって各樹脂供給流路に供給される樹脂の量をそれぞれ調整しているが、流量調整機構を設けることなく、容易に各電線の外径を目標外径とすることが望まれている。
また、同一設定長の電線を製造する場合、何れか一方の電線の製造が先に終了すると、他方の電線の製造が終了するまで一方の押出成形部へ供給される樹脂が無駄となる。したがって、同一設定長の電線の製造を極力同時に終了させることが望まれている。

本発明の目的は、容易に目標外径の２本の電線を同時に製造することができ、製造の終了タイミングを合わせることが可能な電線の製造方法を提供することにある。

上記課題を解決することのできる本発明の電線の製造方法は、一対の押出成形部へ押出機（スクリュー）によって樹脂を送り込み、一対の線材のそれぞれの外周に前記押出成形部によって同時に樹脂を被覆して目標外径の２本の電線を製造する電線の製造方法であって、
各電線の外径を測定し、これらの外径の平均値を求める平均値算出処理と、
前記押出機からの樹脂の押出流量を増減させて前記平均値を前記目標外径に一致させる押出流量増減処理と、
前記電線の外径が前記目標外径に対して設定された所定公差から外れている場合に、一方の電線の外径を前記所定公差内に収めるように一方の電線の線速を増減させる線速増減処理と、
前記押出流量増減処理及び前記線速増減処理が継続されてそれぞれの電線の外径が前記所定公差内に収まった際に、線速を調整した一方の電線の線速を前記線速増減処理時と逆に増減させる線速補正処理と、
それぞれの電線の製造長が同一となった時点で前記一方の電線の線速を他方の電線の線速に一致させる等線速処理と、を含むことを特徴とする。

本発明の電線の製造方法によれば、押出機における樹脂の押出流量を増減させる押出流量増減処理及び一方の電線の線速を増減させる線速増減処理によって、目標外径とされた２本の電線を同時に製造することができる。これにより、各線材を被覆する樹脂の供給量をそれぞれ調整する機構を設けて各樹脂の供給量を調整するような手間をなくすことができ、また、この調整機構自体を不要とすることができる。
また、線速を調整した一方の電線の線速を逆に増減させる線速補正処理及び一方の電線の線速を他方の電線の線速に一致させる等線速処理によって、２本の電線の製造の終了タイミングを合わせることができ、終了タイミングが食い違うことによる材料の無駄をなくし、２本の電線を高い生産性によって製造することができる。

本発明に係る電線の製造方法が適用可能な製造装置を示す概略構成図である。 押出成形機を示す電線の走行方向に直交する断面図である。 図２の押出成形機のＸ−Ｘ断面図である。 図２の押出成形機のＹ−Ｙ断面図である。 制御装置の外径制御システムを示す構成図である。 （ａ）から（ｄ）は、それぞれ外径制御システムによる外径制御を説明する図である。

以下、本発明に係る電線の製造方法の実施形態の例について図面を参照して説明する。
図１に示すように、本実施形態の電線の製造方法によって電線を製造する製造装置１１は、押出成形機１２を有する樹脂被覆部１３を備えている。この樹脂被覆部１３では、押出成形機１２の上流側に予熱装置１４が設けられ、下流側に冷却装置１５が設けられている。
この製造装置１１により２本の電線Ｃ１，Ｃ２を製造するには、２つの線材供給リール１７から線材２を樹脂被覆部１３へそれぞれ送り込み、これらの線材２を、予熱装置１４で予熱し、押出成形機１２で樹脂を押出被覆し、冷却装置１５で冷却する。

線材２は、製造する電線の種類に応じて異なる。例えば、絶縁電線を製造する場合、線材２は導体であり、同軸ケーブルを製造する場合、線材２は、中心導体の周囲に絶縁体及び外部導体が順に設けられたシールドコア線である。なお、導体を被覆した絶縁電線に樹脂からなるジャケット層を被覆させる場合では、線材２は絶縁電線である。

そして、この樹脂被覆部１３で樹脂によって被覆された２本の電線Ｃ１，Ｃ２は、２本の電線Ｃ１，Ｃ２ごとに設けられたそれぞれのキャプスタン１８によりそれぞれ引き取られ、それぞれ巻取リール１９に巻き取られる。
また、樹脂被覆部１３とキャプスタン１８との間には、外径測定器１６が設けられており、外径測定器１６は、通過する電線Ｃ１，Ｃ２の外径を測定し、制御装置（図示省略）へ送信する。外径測定器１６としては、例えば、レーザ光を用いて電線Ｃ１，Ｃ２の外径を非接触で測定するレーザ式測定器が用いられる。

次に、線材２に樹脂を被覆する樹脂被覆部１３の押出成形機１２について説明する。
図２及び図３に示すように、押出成形機１２は、押出機３１及びクロスヘッド３２から構成されている。押出機３１は、加熱シリンダ３３とスクリュー３４とを備えており、スクリュー３４を回転させて加熱シリンダ３３内の圧力を高め、樹脂Ｒを加圧して溶融させ、この樹脂Ｒを、供給路３５を介してクロスヘッド３２の内部へと送り出す。

図４に示すように、クロスヘッド３２は、２つの押出成形部４０が並列に設けられたダイスホルダ４２を備えている。それぞれの押出成形部４０は、ダイスホルダ４２に形成されたホルダ孔４１を有しており、これらのホルダ孔４１が互いに平行に形成されている。そして、これらのホルダ孔４１の間における上方位置に、押出機３１が設置されている。
それぞれの押出成形部４０のホルダ孔４１には、後方側から円筒状のニップルホルダ４３が挿入されている。これらのニップルホルダ４３には、その先端近傍部分に、後端側を大径とすることにより係止段部４３ａが形成されており、ダイスホルダ４２のホルダ孔４１へ挿入した際に、この係止段部４３ａが、ホルダ孔４１の内周面に形成された係止突起４２ａに係止し、軸方向の位置決めが行われる。

ニップルホルダ４３をホルダ孔４１に装着した状態でニップルホルダ４３の外周には、円筒状に形成された樹脂供給流路５１が形成されている。また、ダイスホルダ４２には、分岐供給路５２が形成されている。この分岐供給路５２は、押出機３１から樹脂Ｒが送り込まれる供給路３５と連通する連通路５２ａと、この連通路５２ａから二股に分岐した分岐路５２ｂとを有しており、これらの分岐路５２ｂがそれぞれの押出成形部４０の樹脂供給流路５１に連通されている。

これにより、押出機３１から供給路３５を介して供給される樹脂Ｒは、分岐供給路５２の連通路５２ａを介して各分岐路５２ｂへ送り込まれ、これらの分岐路５２ｂからそれぞれの押出成形部４０の樹脂供給流路５１へ導入される。

ニップルホルダ４３には、その先端部に、先細り形状のニップル６１が保持されている。このニップル６１には、その中心に、線材導入孔６１ａが形成されており、この線材導入孔６１ａには、線材２が挿通されるようになっている。

このニップル６１は、その後端部に、周方向へ沿って外周側へ突出した係止突条６１ｂが形成されている。また、ニップルホルダ４３には、その先端部における内径を小径とすることにより係合段部４３ｂが形成されている。そして、このニップル６１をニップルホルダ４３の後端側から挿入すると、ニップル６１の係止突条６１ｂがニップルホルダ４３の係合段部４３ｂに係合し、ニップルホルダ４３に対してニップル６１が軸方向へ位置決めされる。

また、ダイスホルダ４２の先端側には、ニップル６１側がすり鉢状に形成されたダイス６２が保持されており、このダイス６２とニップル６１との間には、樹脂導入間隙が形成されている。そして、円筒状の樹脂供給流路５１に供給された樹脂Ｒが、樹脂導入間隙に導入される。
ダイス６２には、成形する電線Ｃ１，Ｃ２の外径に合わせて形成されたダイス孔６２ａが形成されている。このダイス孔６２ａには、平面視で、ニップル６１の線材導入孔６１ａと同軸に配置されている。線材導入孔６１ａから導き出された線材２が、樹脂導入間隙へ導入される樹脂Ｒとともにダイス孔６２ａから押し出される。

上記構成の押出成形機１２を備えた製造装置１１では、押出機３１から供給路３５を介して分岐供給路５２へ供給された溶融状態の熱可塑性の樹脂Ｒが、分岐供給路５２を構成する連通路５２ａから各分岐路５２ｂに分岐されて送り込まれる。
そして、これらの分岐路５２ｂにそれぞれ送り込まれた樹脂Ｒは、それぞれの押出成形部４０の円筒状の樹脂供給流路５１へ供給され、さらに、この樹脂供給流路５１から樹脂導入間隙へ導入され、ニップル６１の線材導入孔６１ａに挿通された線材２とともにダイス６２のダイス孔６２ａから押し出される。これにより、中心に線材２が配置され、線材２の外周が樹脂Ｒによって被覆された電線Ｃ１，Ｃ２が、各押出成形部４０からそれぞれ押出成形される。

次に、上記製造装置１１によって２本の電線Ｃ１，Ｃ２を製造する場合の制御について説明する。
図５は制御装置の外径制御システムの構成図である。
図５に示すように、外径測定器１６は、それぞれの電線Ｃ１，Ｃ２の外径Ｄ１，Ｄ２を測定し、これらの外径Ｄ１，Ｄ２の測定データを出力する。
制御装置は、２本の電線Ｃ１，Ｃ２の外径Ｄ１，Ｄ２を目標外径Ｄとすべく、外径測定器１６の測定データに基づいて、積分制御によって線材２の線速及び押出機３１からの樹脂Ｒの押出流量を制御する外径制御を行う。
なお、これらの測定データは、外径記録計にも出力され、この外径記録計によって記録される（ステップＳ０１）。

また、制御装置は、外径測定器１６からの測定データを入力すると、各電線Ｃ１，Ｃ２の外径Ｄ１，Ｄ２の平均値Ｄｘを求める平均値算出処理を行う（ステップＳ０２）。
そして、制御装置は、この求めた平均値Ｄｘと目標外径Ｄとの差が０となるように、押出機３１へフィードバックし、押出機３１のスクリュー３４の回転を制御して樹脂Ｒの押出流量を調整する押出流量増減処理を行う（ステップＳ０４）。これにより、電線Ｃ１，Ｃ２の外径Ｄ１，Ｄ２の平均値Ｄｘが目標外径Ｄに一致する。なお、押出流量増減処理後は、積分制御による外径制御に戻される。

例えば、図６（ａ）に示すように、平均値Ｄｘが目標外径Ｄに対して＋（プラス）側へずれている場合、押出機３１のスクリュー３４の単位時間の回転数を少なくして樹脂Ｒの押出流量を減少させる。これにより、図６（ｂ）に示すように、電線Ｃ１，Ｃ２の外径Ｄ１，Ｄ２の平均値Ｄｘが目標外径Ｄに一致する。

押出流量増減処理は、被覆された電線が外径測定器１６に到達した点でＯＮ状態となって実行される。目標外径Ｄに対する平均値Ｄｘのずれが規格値（例えば、線径の５％）を超えると押出機３１にフィードバックされて流量が変更される。
なお、線材２のジョイント部分などでは、電線Ｃ１，Ｃ２の外径Ｄ１，Ｄ２が一時的に大きく変動することがある。このような変動を押出機３１へフィードバックすると、押出機３１からの樹脂Ｒの押出流量の増減が大きくなり、外径制御が不安定となる。

このため、制御装置には、リミッターを設けて、目標外径Ｄに対する平均値Ｄｘのずれが一時的に異常に大きくなった場合であっても、外径変動を上限値（例えば規格値の１０％）に制限して押出流量増減処理が行われるようにするのが好ましい（ステップＳ０３）。

また、制御装置は、各電線Ｃ１，Ｃ２の外径Ｄ１，Ｄ２の平均値Ｄｘが目標外径Ｄにほぼ一致しているのにＤ１，Ｄ２が目標外径Ｄを中心とした所定公差から外れている場合に、一方の電線Ｃ２を引取るキャプスタン１８へ加減速値±Ｄｙをフィードバックし、電線Ｃ２の線速を増減させる線速増減処理を行う（ステップＳ０５，Ｓ０６）。なお、線速増減処理による線速の増減後は、積分制御による外径制御に戻される。

この線速増減処理では、電線Ｃ２の外径Ｄ２が所定公差（例えば外径の５％）の＋（プラス）側に外れている場合は、所定公差からのずれ量に応じた加速値＋Ｄｙによって線速を増加させ、電線Ｃ２の外径Ｄ２が所定公差の−（マイナス）側に外れている場合は、所定公差からのずれ量に応じた減速値−Ｄｙによって線速を減少させる。
なお、この線速増減処理は、目標外径Ｄに対する平均値Ｄｘのずれがほぼ０となるとＯＮ状態となって実行される。したがって、目標外径Ｄに対する平均値Ｄｘのずれがほぼ０でなく、±０．３ｍｍ以内であれば、押出流量増減処理だけが実行される。

例えば、押出流量増減処理によって、図６（ｂ）に示すように、目標外径Ｄに対する平均値Ｄｘのずれが０とされ、電線Ｃ１の外径Ｄ１が所定公差（図６の例では±０．０２５ｍｍ）の＋（プラス）側へ外れ、電線Ｃ２の外径Ｄ２が所定公差の−（マイナス）側へ外れている場合に線速増減処理が行われる。
具体的には、キャプスタン１８が制御され、一方の電線Ｃ２の線速が減少される。すると、電線Ｃ２の外径Ｄ２が増加し、図６（ｃ）に示すように、電線Ｃ２の外径Ｄ２が所定公差に収められる。

このように線速増減処理が行われ、電線Ｃ２の外径Ｄ２が所定公差に収められると、線速増減処理がＯＦＦとなる。このとき電線Ｃ２の外径Ｄ２が増加したことにより、平均値Ｄｘが＋（プラス）側へずれ、目標外径Ｄとのずれが０でなくなる。押出流量増減処理が実行され、押出機３１のスクリュー３４の回転が制御されて樹脂Ｒの押出流量が減少される。これにより、電線Ｃ１，Ｃ２の外径Ｄ１，Ｄ２の平均値Ｄｘが目標外径Ｄに一致する。

このとき、Ｄ１，Ｄ２が減少し、図６（ｄ）に示すように、それぞれの電線Ｃ１，Ｃ２の外径Ｄ１，Ｄ２は、やがて所定公差内に収まれば押出流量増減処理および線速増減処理を終了する。Ｄ１，Ｄ２が所定公差に収まっていなければ、押出流量増減処理および線速増減処理は、最終的に電線Ｃ１，Ｃ２の外径Ｄ１，Ｄ２が所定公差（±０．０２５ｍｍ）内に収まるまで繰り返し行われる。

押出流量増減処理及び線速増減処理が継続されてそれぞれの電線Ｃ１，Ｃ２の外径Ｄ１，Ｄ２が所定公差内に収まると、制御装置は、キャプスタン１８へ補正信号を出力し、線速を調整した一方の電線Ｃ２の線速を線速増減処理時と逆に増減させる線速補正処理を行う。

具体的には、電線Ｃ２の線速を減少させた場合は、制御装置がキャプスタン１８に補正信号を出力することにより、電線Ｃ２の線速を徐々に増加させる。逆に、電線Ｃ２の線速を増加させた場合は、電線Ｃ２の線速を徐々に減少させる。
なお、この線速補正処理における線速の増減は、電線Ｃ１、Ｃ２の外径Ｄ１，Ｄ２が所定公差から外れないように限定的に行い、線速の変化量は設定線速（Ｃ１の線速）の±数％以内（例えば±２．５％）を限度とする。

それぞれの電線Ｃ１，Ｃ２の製造長が同一となると、その時点で、制御装置は、キャプスタン１８を制御し、一方の電線Ｃ２の線速を他方の電線Ｃ１の線速に一致させる等線速処理を行う。
これにより、設定長の電線Ｃ１，Ｃ２の製造が、ほぼ同時に終了する。

なお、電線Ｃ１，Ｃ２の外径Ｄ１，Ｄ２が再び所定公差（±０．０２５ｍｍ）から外れても、押出流量増減処理、線速増減処理、線速補正処理及び等線速処理が実行され、外径Ｄ１，Ｄ２が所定公差（±０．０２５ｍｍ）に収められるとともに、電線Ｃ１，Ｃ２の線速及び製造長が合わせられる。

上記実施形態の電線の製造方法によれば、押出機３１における樹脂Ｒの押出流量を増減させる押出流量増減処理及び一方の電線Ｃ２の線速を増減させる線速増減処理によって、目標外径Ｄとされた２本の電線Ｃ１，Ｃ２を同時に製造することができる。これにより、流量調整機構を不要とすることができる。
また、線速を調整した一方の電線Ｃ２の線速を逆に増減させる線速補正処理及び一方の電線Ｃ２の線速を他方の電線Ｃ１の線速に一致させる等線速処理によって、２本の電線Ｃ１，Ｃ２の製造の終了タイミングを合わせることができ、終了タイミングが食い違うことによる材料の無駄等の不具合なく、２本の電線Ｃ１，Ｃ２を製造して生産性の向上を図ることができる。
また、線速の制御は、電線Ｃ１，Ｃ２の外径Ｄ１，Ｄ２が所定公差から外れたときだけ、しかも、他方の電線Ｃ１の線速は固定して一方の電線Ｃ２側だけに行うので、制御の単純化によるシステムの簡略化を図ることができる。

２：線材、１１：製造装置、１２：押出成形機、１３：樹脂被覆部、３１：押出機、４０：押出成形部、Ｃ１，Ｃ２：電線、Ｄ：目標外径、Ｄ１，Ｄ２：外径、Ｄｘ：平均値、Ｒ：樹脂

Claims (1)

1. 一対の押出成形部へ押出機によって樹脂を送り込み、一対の線材のそれぞれの外周に前記押出成形部によって同時に樹脂を被覆して目標外径の２本の電線を製造する電線の製造方法であって、
   各電線の外径を測定し、これらの外径の平均値を求める平均値算出処理と、
   前記押出機からの樹脂の押出流量を増減させて前記平均値を前記目標外径に一致させる押出流量増減処理と、
   前記電線の外径が前記目標外径に対して設定された所定公差から外れている場合に、一方の電線の外径を前記所定公差内に収めるように前記一方の電線の線速を増減させる線速増減処理と、
   前記押出流量増減処理及び前記線速増減処理が継続されてそれぞれの電線の外径が前記所定公差内に収まった際に、線速を調整した前記一方の電線の線速を前記線速増減処理時と逆に増減させる線速補正処理と、
   それぞれの電線の製造長が同一となった時点で前記一方の電線の線速を他方の電線の線速に一致させる等線速処理と、
   を含むことを特徴とする電線の製造方法。

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